Hücreler genellikle çok küçüktür. Örneğin bir deri hücresi, çıplak gözle görülebilen en küçük noktanın yaklaşık beşte biri kadardır. Mikroskoplar geliştirilene kadar bilim insanları canlıların hücrelerden oluştuğunun farkında değildi. İngiliz bilim insani Robert Hooke (Rabırt Huk) hücreyi ilk gözlemleyen insan oldu. Aynı zamanda “hücre” terimini ilk kullanan ve tanımlayan kişiydi. Robert Hooke, 1665’te kendi yaptığı mikroskopta şişe mantarından aldığı parçayı inceledi. Büyütülmüş olarak gördüğü bu görüntüdeki yapıları “çok küçük kutucuklar” ya da hücreler olarak tanımladı. Gördükleri, canlılığını yitirmiş şişe mantarı bitkisinin hücre duvarlarıydı. Kısa bir zaman sonra Hollandalı tüccar Antonie van Leeuwenhoek (Antoni von Lövenhuk) bir hücreli canlıları gözlemleyen ilk insan oldu. Onun geliştirdiği mikroskop, Hooke’un kullandığından dokuz kat daha fazla büyütebiliyordu. Leeuwenhoek, kendi mikroskobunda birçok mikroskobik canlıyı gözlemledi ve her birinin şeklini çizdi. Sonraki yıllarda mikroskopların gelişimi ve hücrelerin yapısının anlaşılmasıyla bu çizimlerin bakteri, maya ve kan hücrelerine ait olduğu anlaşıldı.
1831 yılında İskoç bilim insanı Robert Brown (Rabırt Bravn) bitki hücresinde çekirdeği keşfetti. Onun kullandığı mercekler milimetrenin binde biri kadar küçük ayrıntıyı gösterebiliyordu. Alman bilim insanları, Matthias Schleiden. (Matiyas Şılayden) ve Theodor Schwann (Teodor Şıvan) bitki ve hayvanların çekirdekli hücrelerden oluştuğunu ortaya koydular. Kendilerinden önceki çalışmaların da katkısıyla hücreyle şu temel düşünceleri ifade ettiler:
- Tüm canlılar bir ya da çok hücreden meydana gelir.
- Hücreler, canlının yaşamsal olaylarının sürdürüldüğü temel yapı birimleridir.
Rudolph Virchow (Rudolf Virşov) çalışmalarıyla bu temel düşünceye “Yeni hücreler var olan hücrelerden oluşur,” bilgisini ekledi. İlerleyen yıllarda hücre inceleme yöntemlerinin geliştirilmesi, çeşitli boyaların kullanılması ve geliştirilen elektron mikroskopları sayesinde hücreler ve hücre içi yapılar ayrıntılı olarak incelenebildi. Halen sürdürülmekte olan bilimsel araştırmalar sayesinde hücrenin yapısı ve işlevleri hakkında yeni bilgiler ortaya konmaktadır.